CN210473608U - 一种催化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种催化反应装置，包括催化反应器本体，所述催化反应器本体为卧式框架结构，且催化反应器本体的内部放置有催化剂，所述催化剂为整体填充安装方式，所述催化反应器本体的一侧连接有电加热器，所述电加热器包括交错排列的电加热棒，所述电加热棒上镶嵌有波纹折流片，所述电加热器采用通道式结构并内嵌到催化反应器本体的进口端。本实用新型在使用时，处理有机物的种类多，可接受的浓度高，处理面广，处理效率高，能有效达到排放标准要求，且能够有效利用反应产生的热量，也合理撤出多余的热量，装置运行能耗低，稳定性好，并运维易操作，占用空间体积小，布置方便。

Description

一种催化反应装置

技术领域

本实用新型涉及催化反应装置技术领域，尤其涉及一种催化反应装置。

背景技术

储罐在装载过程中，高浓度尾气排放到大气中，排放风量低，浓度高，过程间歇，处理难度大，现在通常的处理方法为冷凝加活性炭吸附工艺，由于不同物料的凝固点差异大，冷凝量的选择都不一样，冷凝后的有机物浓度依然属于高浓度水平，再用活性炭吸附装置处理，达不到排放标准要求，从而目前的储罐物料存在种类复杂，用同一套冷凝装置处理，存在以下问题：

1、冷凝下来的物料混合后形成废液，增加了危废处置的费用；

2、冷凝温度的选择不易确定，有的有机物凝固点高，低冷凝温度容易造成设备结霜堵塞；有的有机物凝固点低，需要非常低的温度来深度冷凝，这导致了设备选型的复杂性；

3、储罐区域通常为防爆区，而常规的冷凝设备均为非防爆配置，不能满足布置要求；选用防爆冷凝设备，投资成本高，系统复杂；

4、储罐废气通过冷凝后，不凝气浓度仍然非常高，后续用活性炭吸附处理不完全，排放不能满足现行标准要求；

5、后续用活性炭吸附设备，由于有机物浓度高，吸附量大，活性炭容易饱和，活性炭更换频次高，操作不方便，运维成本高；

为了解决以上所存在的问题，为此我们设计出了一种催化反应装置来解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种催化反应装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种催化反应装置，包括催化反应器本体，所述催化反应器本体为卧式框架结构，且催化反应器本体的内部放置有催化剂，所述催化剂为整体填充安装方式，所述催化反应器本体的一侧连接有电加热器，所述电加热器包括交错排列的电加热棒，所述电加热棒上镶嵌有波纹折流片，所述电加热器采用通道式结构并内嵌到催化反应器本体的进口端，且电加热器的通道式结构采用菱形排布，所述催化反应器本体的另一侧连接有板式换热器，所述板式换热器远离催化反应器本体的一侧与电加热器之间依次连接有第一管道、第二管道和第三管道，所述第一管道与电加热器之间，第二管道和第一管道之间，第二管道和第三管道之间均连接有第四管道，所述板式换热器的远离催化反应器本体的一侧连接有异径三通管，所述异径三通管的顶部连接有竖直的第五管道，所述异径三通管的另一侧连接有等径三通管，所述等径三通管远离异径三通管的一侧连接有第六管道，所述第六管道的另一侧连接有列管换热器，且第六管道上连接有蝶阀。

优选的，所述第四管道为圆弧形管道结构。

优选的，所述电加热器、催化反应器本体、板式换热器与列管换热器的底部均连接有竖直的支撑脚。

优选的，所述第五管道的顶部连接有法兰盘。

优选的，所述电加热器的额定功率为kw，催化反应温度为℃，冷却水量为t/h，排烟温度为℃。

优选的，所述催化反应器本体的内部设置有与催化剂相适配的催化剂填充框架，所述催化剂填充框架上采用可旋转的固定卡件来固定催化剂，且催化剂填充框架的内部设置有催化剂填充密封函。

优选的，所述催化反应器本体的一侧设置有冷却器进口和旁路调节开关。

优选的，所述板式换热器采用大面积单模块薄片材质换热板，且换热板上设置菱形支撑凸点。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用电加热器进行预热，电加热棒成交错排列，加热棒上镶嵌波纹折流片，加强传热效果与增强气流均布；

2、本实用新型的电加热器采用整体通道型，并直接镶嵌在反应器进口端，确保气流温度整体升高，不会出现局部热点或冷点，保证气流温度均匀；

3、本实用新型催化反应器为卧式框架结构，催化剂为整体填充安装方式，装填方便；

4、催化剂填充框架上采用可旋转的固定卡件来固定催化剂，稳定性高，操作简单；

5、催化剂填充密封函采用特质耐高温材料，整体包覆催化剂周边，确保没有气流短路发生，且整体填充包覆催化剂周边，密封性强；

6、催化反应器本体13的另一侧连接有板式换热器，采用大面积单模块薄片304材质换热板，换热效率是普通换热器的1.5倍，换热效率高；

7、换热器板片上设置菱形支撑凸点，既能维持结构强度，有能有效增大换热面积，节省换热材料用量，确保换热效率，降低能耗；

8、冷却器设置进气和旁路调节开关，通过开关的切换与调节，满足补充处理负荷的需求，确保装置运行的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种催化反应装置的结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种催化反应装置的俯视图。

图中：1 第四管道、2 第一管道、3 第二管道、4 第三管道、5 列管换热器、6 蝶阀、7 第六管道、8 等径三通管、9 异径三通管、10 第五管道、11 法兰盘、12 板式换热器、13催化反应器本体、14 电加热器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，一种催化反应装置，包括催化反应器本体13，催化反应器本体13为卧式框架结构，且催化反应器本体13的内部放置有催化剂，催化剂为整体填充安装方式，催化反应器本体13的一侧连接有电加热器14，电加热器14包括交错排列的电加热棒，电加热棒上镶嵌有波纹折流片，加强传热效果与增强气流均布，电加热器14 采用通道式结构并内嵌到催化反应器本体13的进口端，能够确保气流温度整体升高，不会出现局部热点或冷点，保证气流温度均匀，且电加热器14的通道式结构采用菱形排布，达到最优的气流均布效果，催化反应器本体13的另一侧连接有板式换热器12，板式换热器12 远离催化反应器本体13的一侧与电加热器14之间依次连接有第一管道2、第二管道3和第三管道4，第一管道2与电加热器14之间，第二管道3和第一管道之间，第二管道3和第三管道4之间均连接有第四管道1，第四管道1为圆弧形管道结构，板式换热器12的远离催化反应器本体13的一侧连接有异径三通管9，异径三通管9的顶部连接有竖直的第五管道10，第五管道10的顶部连接有法兰盘11，异径三通管9的另一侧连接有等径三通管8，等径三通管8远离异径三通管9的一侧连接有第六管道7，第六管道7的另一侧连接有列管换热器5，且第六管道7上连接有蝶阀6；

具体地，电加热器14、催化反应器本体13、板式换热器12与列管换热器5的底部均连接有竖直的支撑脚，且支撑脚的底部均处于同一水平面上；

其中，电加热器14的额定功率为60kw，催化反应温度为560℃，冷却水量为60t/h，排烟温度为150℃；

具体地，催化反应器本体13的内部设置有与催化剂相适配的催化剂填充框架，催化剂为整体填充安装方式，装填方便，催化剂填充框架上采用可旋转的固定卡件来固定催化剂，稳定性高，操作简单，催化剂填充框架的内部设置有催化剂填充密封函，且催化剂填充密封函和固定卡件均采用耐高温材料，整体填充包覆催化剂周边，确保没有气流短路发生，密封性强；

其中，催化反应器本体13的一侧设置有冷却器进口和旁路调节开关，通过开关的切换与调节，满足补充处理负荷的需求，确保装置运行的稳定性；

具体地，板式换热器12采用大面积单模块薄片304材质换热板，且换热板上设置菱形支撑凸点，既能维持结构强度，有能有效增大换热面积，节省换热材料用量，确保换热效率，降低能耗；

实施例：在使用时，取其中一种储罐介质种类为苯(凝固点5℃)，环己酮，环己烷(凝固点6.5℃)，储罐氮封储存，装卸排放风量约 250m³/h，排放浓度经预处理后约15000mg/m³，采用本实用新型的催化氧化装置处理排放废气，电加热器额定功率60kw，催化反应温度 560℃，冷却水量为60t/h，排烟温度150℃，处理后得出非甲烷总烃排放浓度＜70mg/m³，电加热器仅装置启动的前两个小时开启，运行过程中电热器器关停；

采用本实用新型的催化反应装置，将预热、反应与撤热过程集承到整体设备中，简单易操作，能将罐区排放废气在较低温度下彻底氧化生成二氧化碳和水，满足排放达标的要求，并能回收利用有机物反应过程产生的热量，减少预热过程的辅助热量，从而降低能耗，对于较高反应温度的情况，采用一体的冷却器使装置满足系统热平衡的条件，以保证装置能平稳正常的运行，并能得到以下优点：

1、处理有机物的种类多，可接受的浓度高，处理面广，处理效率高，能有效达到排放标准要求；

2、本实用新型催化氧化装置，系统热平衡合理，有效利用反应产生的热量，也合理撤出多余的热量，装置运行能耗低，稳定性好；

3、本实用新型的催化氧化装置，催化剂适用有机物种类多，持续耐温性能高，应用范围广；

4、本实用新型的催化氧化装置，采用特殊的卧式整体填充结构，催化剂装填简单，运维易操作；

本实用新型的催化氧化装置，采用特殊的卧式整体填充结构，使整个系统水平布置，占用空间体积小，布置方便。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种催化反应装置，包括催化反应器本体(13)，其特征在于，所述催化反应器本体(13)为卧式框架结构，且催化反应器本体(13)的内部放置有催化剂，所述催化剂为整体填充安装方式，所述催化反应器本体(13)的一侧连接有电加热器(14)，所述电加热器(14)包括交错排列的电加热棒，所述电加热棒上镶嵌有波纹折流片，所述电加热器(14)采用通道式结构并内嵌到催化反应器本体(13)的进口端，且电加热器(14)的通道式结构采用菱形排布，所述催化反应器本体(13)的另一侧连接有板式换热器(12)，所述板式换热器(12)远离催化反应器本体(13)的一侧与电加热器(14)之间依次连接有第一管道(2)、第二管道(3)和第三管道(4)，所述第一管道(2)与电加热器(14)之间，第二管道(3)和第一管道之间，第二管道(3)和第三管道(4)之间均连接有第四管道(1)，所述板式换热器(12)的远离催化反应器本体(13)的一侧连接有异径三通管(9)，所述异径三通管(9)的顶部连接有竖直的第五管道(10)，所述异径三通管(9)的另一侧连接有等径三通管(8)，所述等径三通管(8)远离异径三通管(9)的一侧连接有第六管道(7)，所述第六管道(7)的另一侧连接有列管换热器(5)，且第六管道(7)上连接有蝶阀(6)。

2.根据权利要求1所述的一种催化反应装置，其特征在于，所述第四管道(1)为圆弧形管道结构。

3.根据权利要求1所述的一种催化反应装置，其特征在于，所述电加热器(14)、催化反应器本体(13)、板式换热器(12)与列管换热器(5)的底部均连接有竖直的支撑脚。

4.根据权利要求1所述的一种催化反应装置，其特征在于，所述第五管道(10)的顶部连接有法兰盘(11)。

5.根据权利要求1所述的一种催化反应装置，其特征在于，所述电加热器(14)的额定功率为60kw，催化反应温度为560℃，冷却水量为60t/h，排烟温度为150℃。

6.根据权利要求1所述的一种催化反应装置，其特征在于，所述催化反应器本体(13)的内部设置有与催化剂相适配的催化剂填充框架，所述催化剂填充框架上采用可旋转的固定卡件来固定催化剂，且催化剂填充框架的内部设置有催化剂填充密封函。

7.根据权利要求1所述的一种催化反应装置，其特征在于，所述催化反应器本体(13)的一侧设置有冷却器进口和旁路调节开关。

8.根据权利要求1所述的一种催化反应装置，其特征在于，所述板式换热器(12)采用大面积单模块薄片304材质换热板，且换热板上设置菱形支撑凸点。

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